使用C语言程序,用O(1)的额外空间打印nxn螺旋矩阵。
给定一个正整数n,我们创建一个nxn的螺旋矩阵,只使用O(1)的额外空间,按照顺时针方向。
螺旋矩阵是一个像螺旋一样工作的矩阵,它从圆的原点开始,并以顺时针方向旋转。因此,任务是从2→4→6→8→10→12→14→16→18开始,使用O(1)的空间以螺旋形式打印矩阵。
以下是螺旋矩阵的示例:
示例
Input: 3 Output: 9 8 7 2 1 6 3 4 1
如果空间无限,解决代码就容易多了,但这并不高效,因为最佳程序或代码应该在内存和时间上都高效。为了保持螺旋顺序,使用了四个循环,每个循环分别用于矩阵的顶部、右侧、底部和左侧角,但是如果我们将矩阵分成两部分,即右上部分和左下部分,我们可以直接使用这个概念。
对于右上半部分:
mat[i][j] = (n-2*x)*(n-2*x)-(i-x)-(j-x)
对于左下半部分:
mat[i][j] = (n-2*x-2)*(n-2*x-2) + (i-x) + (j-x)
注意 - 我们正在编写打印2的倍数矩阵的程序
算法
int spiralmatrix(int n) START STEP 1: DECLARE i, j, a, b, x STEP 2: LOOP FOR i = 0 AND i < n AND i++ LOOP FOR j = 0 AND j < n AND j++ FIND THE MINIMUM IN (i<j ) AND ASSIGN IT TO a FIND THE MINIMUM (n-1-i) < (n-1-j) AND ASSIGN IT TO b THEN ASSIGN THE LEAST VALUE FROM a AND b TO x IF i <= j THEN, PRINT THE VALUE OF 2* ((n-2*x)*(n-2*x) - (i-x) - (j-x)) ELSE PRINT THE VALUE OF 2*((n-2*x-2)*(n-2*x2) + (i-x) + (j-x)) END LOOP PRINT NEWLINE END LOOP STOP
示例
#include <stdio.h> //For n x n spiral matrix int spiralmatrix(int n){ int i, j, a, b, x; // x stores the layer in which (i, j)th element exist for ( i = 0; i < n; i++){ for ( j = 0; j < n; j++){ // Finds minimum of four inputs a = ((i<j ? i : j)); b = ((n-1-i) < (n-1-j) ? (n-1-i) : (n-1-j)); x = a < b ? a : b; // For upper right half if (i <= j) printf("%d\t ", 2 * ((n-2*x)*(n-2*x) - (i-x) - (j-x))); // for lower left half else printf("%d\t ", 2*((n-2*x-2)*(n-2*x-2) + (i-x) + (j-x))); } printf("
"); } } int main(int argc, char const *argv[]){ int n = 3; spiralmatrix(n); return 0; }
输出
如果我们运行上面的程序,它将生成以下输出:
18 16 14 4 2 12 6 8 10
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